36. Взаимосвязь организмов и условий среды в общей эволюции биосферы

Поскольку между живыми организмами и внешней средой, как в настоящем, так и в прошлом происходил обмен веществ, то естественно, что существенные изменения с обеих сторон выражались в общей поступательной эволюции биосферы.

Влияние изменений внешней среды на эволюцию организмов рассматривалось многими геологами и палеонтологами. При этом затрагивалась проблема как появления новых форм, так и вымирания прежних в отдельные геологические периоды.

Б.Л. Личков с начала кембрийского периода он выделил 6 геологических циклов и соответственно волн жизни. Их средняя продолжительность составляла 60 — 70 млн. лет. Каждый цикл разделяется на три фазы: ледниковую, умеренную и ксенотермическую. Ледниковая фаза оказывается революционнотворческой. Она сравнительно короткая. Умеренная фаза — фаза относительного покоя, по времени наиболее длительная. Ксеротермическая или ксерофитная — наиболее напряженная, характеризуется вымиранием мира животных и сокращением растительного покрова за относительно короткое время. В эпохи засухи вымирали менее пластичные формы, более пластичные выдвигались на первые места. При таких условиях фазы вымирания являлись фазами усиленного творчества новых порядков и классов животного мира.

По мнению М.И. Будыко (1995), ведущим фактором в эволюции биосферы является круговорот углерода. В химическом отношении общую эволюцию биосферы Земли можно рассматривать как последовательную смену трех главных этапов: восстановительного, слабо-окислительного и окислительного.

Первый этап — восстановительный, начался в космических условиях при остывании солнечной туманности и завершился на Земле возникновением первой гетеротрофной биосферы, лишенной свободного кислорода. На этом этапе происходили каталитические и радиохимические реакции синтеза сложных углеродных соединений, давших начало жизни на Земле. Важнейшим шагом в возникновении первых форм жизни было образование ДНК и

Второй этап — слабоокислительный — начался с появления фотосинтеза. Он продолжался в интервале 4000—1800 млн. лет тому назад. Характеризовался усиленной миграцией железа в различных окислительно-восстановительных условиях и накоплением полосчатых железистых формаций докембрия.

Третий этап развития биосферы — окислительный — знаменовался существованием фотоавтотрофной биосферы. Заметный рост содержания свободного кислорода в атмосфере и гидросфере, начавшийся в позднем докембрии, способствовал появлению эукариотов, и в частности животных, которым он был необходим для дыхания. По мнению Б.С. Соколова, многоклеточные растения и животные появились почти одновременно 1350 млн. лет тому назад. В общем в истории окисленной биосферы произошли следующие важнейшие события:

1. Появление организмов с аэробным дыханием и связанная с этим клеточная организация живых существ и в дальнейшем полового размножения.

2. Переход от господства прокариотов к господству эукариотов. От времени появления эукариотов происходит все более ускоряющийся процесс совершенствования видов и быстрый рост их разнообразия.

3. Приобретение животными твердой части тела — биоминерализация — охватила морских животных как беспозвоночных, так и позвоночных.

4. Выход растительности на поверхность континентов привел к резкому увеличению биомассы живого вещества, возрастанию интенсивности фотосинтеза и количества свободного кислорода в атмосфере, что послужило основанием для выхода на сушу животных.

5. Завершающим звеном третьего этапа эволюции биосферы в конце кайнозойской эры было быстрое развитие гоминид и появление человека, кардинально перестроившего в ходе времени конструкцию всей земной биосферы.

Чрезвычайно существенные изменения в истории развития мира животных произошли на границе венда и кембрия, которые выразились у морских животных в образовании твердых частей тела. По всей вероятности этот процесс был стимулирован возрастанием количества свободного кислорода в заселенной растениями придонной зоне. Следующим выдающимся событием в истории биосферы было освоение организмами суши.

Повышенное содержание кислорода в биосфере способствовало увеличению размеров морских животных. Морские беспозвоночные (мшанки, иглокожие, брахиоподы и др.) приобретают крупные размеры.

Среди нелетающих форм насекомых девона, в карбоне появляются гигантские формы, впоследствии неизвестные в истории Земли. Гигантизм был связан с развитием дыхательного аппарата. Большинство различных групп насекомых достигало исключительно крупных размеров.

В течение мезозоя и кайнозоя животный и растительный мир биосферы стал чрезвычайно разнообразным. Усилилось его прямое и косвенное влияние на экзогенные геологические процессы: выветривание, почвообразование, седиментацию, миграцию химических элементов в биосфере.

К числу важнейших факторов биологической эволюции относится радиоактивность. В заключение следует отметить, что самые радикальные изменения в биосфере Земли наступают в связи с развитием человеческого общества. В недрах биосферы рождается ноосфера – новое ее состояние, сфера деятельности человеческого разума, выходящая за пределы Земли.